Сравнительные исследования динамических свойств объекта и быстродействия системы управления.

Управление не может быть эффективным, если объект управления находится в недопустимом или неуправляемом состоянии.
Недопустимое состояние означает выход параметров системы из области допустимых состояний и прекращение функционирования объекта управления.
Неуправляемым назовем такое состояние объекта управления, при котором невозможно прогнозирование и(или) достаточно эффективное управление этим объектом.

Переход объекта из одного состояния в другое осуществляется под воздействием внешней среды и, чаще всего, является случайным событием. Период времени, в течение которого может осуществляться такой переход, определяется: параметрами начального состояния объекта, его динамическими свойствами, интенсивностью внешнего или внутреннего воздействия и др.

В системе управления рассматривают подвижность среды как скорость, с которой происходят изменения в окружении организации. Важно, как эта характеристика влияет на состояние объекта, эффективность и риски системы управления.

Быстродействием будем называть период времени, в течение которого в системе выполняется цикл (реализуется алгоритм) операций управления: обнаружение проблемы, ее диагностика, выработка целей управления и управляющих воздействий, принятие решений, передача и исполнение решений.

При исследовании эффективности системы управления необходимо рассматривать следующую логическую взаимосвязь: «подвижность среды - динамические характеристики объекта прогнозирования - длительность цикла управления -эффективность системы или (и) управления». методы синтеза отсутствуют.

Время разработки и реализации управляющего воздействия не должно быть больше, чем время, в течение которого объект управления переходит из текущего состояния в недопустимое с вероятностью, превышающей заданное значение. В противном случае управляющие воздействия будут запаздывать, эффективность управления - снижаться, а риски - возрастать.

Считается, что выход любого из параметров
Пi (t+ty) из области допустимых состояний:
Пimin (t+ty) < Пi (t+ty) < Пimax (t+ty)
переводит объект управления в область недопустимых состояний:
Пi (t+ty) < Пimin (t+ty); Пi (t+ty) > Пimax (t+ty)
Система управления работает в реальном масштабе времени, если выполняется соотношение: РОД (t, ty) > Рзад
где: РОД (t, ty) - вероятность нахождения объекта управления в области допустимых состояний;
Рзад - заданное минимальное значение вероятности нахождения объекта управления в области допустимых состояний.

Система управления будет достигать прогнозной эффективности только при выполнении необходимого условия - обеспечения вероятности нахождения объекта управления в управляемом состоянии не ниже заданной. Если это условие не выполняется, то нужно уменьшить:
время реализации алгоритма управления;
динамические характеристики объекта управления.

Для упрощенной оценки времени, располагаемого на выполнение операций управления и потребного быстродействия системы управления используют показатель «математическое ожидание времени (среднее время) выхода параметров объекта управления из заданной области (или области допустимых состояний)».

Вероятность нахождения объекта управления в области допустимых состояний может быть определена с помощью формул:
РОД (t, ty) = min Pд i (t, ty),
Пpimax
РД (t, ty) = ∫ f (Пpi) * d Пpi
Пpimin

где: i = 1,…, n - номера параметров объекта управления;
t - текущий момент времени;
РД (t, ty) - вероятность нахождения объекта управления в области допустимых или управляемых состояний по параметру Прi;
Пpimax, Пpimin - максимальное и минимальное значение скорости изменения i-того параметра, при котором в момент исполнения команды управления объект управления будет находиться в области допустимых состояний;
Пpi - скорость изменения i-того параметра объекта управления;
f (Пpi) - плотность распределения скоростей изменения i-того параметра (включая нештатные ситуации).

Вопросы для самоконтроля:
1. При наличии каких состояний объекта управления, управление не может быть эффективным?
2. Что такое быстродействие?
3. Какую логическую взаимосвязь необходимо рассматривать при исследовании эффективности системы управления?
4. При каких условиях система управления будет достигать прогнозной эффективности?
5. Какой показатель используется для упрощенной оценки времени, располагаемого на выполнение операций управления и потребного быстродействия системы управления?

Список использованной литературы:
1. 1. Исследование систем управления: социологические, экономические, прогнозные, плановые, экспериментальные исследования. - Глущенко В. В. и др. : Крылья: Железнодорожный, 2000. – 416 с.
2. Игнатьева А.В., Максимцов М.М. Исследование систем управления: Учебное пособие для вузов.: М. ЮНИТИ-ДАНА, 2000. – 157 с.
3. Коротков Э. М. Исследование систем управления. - М.: ДеКА, 2000. - 288 с
4. Мепьник М.В. Анализ и оценка систем управления на предприятиях. — М.: Финансы и статистика, 1990. –136 с.
5. Мишин В.М. Исследование систем управления: Учеб. Пособие для вузов / ГУУ. – М.: ЗАО «Финстатинформ», 1998. – 119 с.
6. Мишин В.М.Исследование систем управления. – Учебник для вузов. – М: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. – 527 с.
Использованы материалы сайтов:
http://256bit.ru/education/infor2/lecture7-2.htm

Глоссарий.
Недопустимое состояние - означает выход параметров системы из области допустимых состояний и прекращение функционирования объекта управления.
Неуправляемое состояние - такое состояние объекта управления, при котором невозможно прогнозирование и(или) достаточно эффективное управление этим объектом.
Быстродействие - период времени, в течение которого в системе выполняется цикл (реализуется алгоритм) операций управления: обнаружение проблемы, ее диагностика, выработка целей управления и управляющих воздействий, принятие решений, передача и исполнение решений.